基于DSP的船舶火災報警系統

范大鳴

（渤海船舶職業學院，遼寧 葫蘆島125005）

0 引言

船舶安裝火災報警系統的目的，就是及時發現火災，及時采取滅火、疏散等措施，最大限度地降低因火災帶來的損失。船舶火災報警系統是由控制裝置、火災報警裝置、以及具有其它輔助功能裝置組成的。在火災初期它將燃燒產生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災探測器變成電信號，傳輸到火災報警控制器進行報警，同時顯示出火災發生的部位、時間等，使人們能夠及時發現火災，并及時采取有效措施，撲滅初期火災，最大限度的減少因火災造成的生命和財產的損失，是人們與火災做斗爭的有力工具。

1 船舶火災報警系統的設計

1.1 系統構成

系統基本結構如圖 1所示[1]，系統各監控節點由TI公司TMS320F2812控制，系統采用CAN總線將各節點連成一個火災報警系統。

CAN 是Controller Area Network 的縮寫（以下稱為CAN），是ISO國際標準化的串行通信協議。CAN總線采用多主串行通信協議，具有高級別的安全性，可以有效地支持分布式適時控制，通信速度最高達 1Mbps。較之目前許多 RS-485基于R線構建的分布式控制系統而言，基于CAN總線的分布式控制系統在以下方面具有明顯的優越性：①網絡各節點之間的數據通信實時性強；②開發周期短；③已形成國際標準的現場協議；④最有前途的現場總線之一。

圖1 系統結構圖

1.2 TMS320F2812介紹

TMS320F2812[2]是 TI公司新推出的數字信號處理器，器件上集成了多種先進的外設，具有更高的運算的精度（32位）和系統的處理能力（達到150MIPS）。該處理器集成 128KB的Flash存儲器，4KB的引導ROM，數學運算表以及2KB的 OTP ROM，從而大大改善了應用的靈活性。16通道高性能12位ADC單元提供了兩個采用保持電路，可以實現雙通道信號同步采用。

1.3 CAN總線

TMS320F2812內帶CAN控制器，使整個電路的外圍設計簡單化，可靠性也得到提高。由于CAN總線具有傳輸距離較長，數據的傳輸率高，CAN總線具有線間干擾小、抗干擾能力強的優點。DSP的CANRX和CANTX先通過高速光耦6N137與TJA1050連接，實現了總線的電氣隔離；采用了 TJA1050作為驅動器是完全符合ISO11898標準；高速率最高達 1Mbit/s；電磁抗干擾性能好；不上電的節點不會對總線造成擾動；至少可以連接120個節點。CAN通信接口電路如圖2所示。

圖2 CAN通信接口電路

1.4 火災信息采集的實現

為了提高船舶火災報警系統探測的準確度，系統用了感煙探測器、感溫探測器和火焰探測器，并且不再是簡單的依靠火災探測器內部電路設置的閥值來確定是否發出火災報警，而是由探測器把監視場所的兩個火災數據信息通過 CAN總線實時地傳輸給DSP，根據DSP內部智能算法進行處理后，作用于滅火設備[3]。

2 軟件設計

軟件設計部分主要是各種控制程序和數據采集，以及CAN的通信程序[4]。DSP的初始化程序流程圖，如圖3所示。主要設置CAN控制器的通信參數。需要初始化的寄存器主要包括:模式寄存器、時鐘分頻寄存器、濾波寄存器、中線定時寄存器、輸出控制寄存器。

圖3 DSP初始化

3 結束語

船舶火災報警系統應用DSP，實現了多種信息量的采集處理；在數據傳輸上采用CAN，增強通信的可靠性并且提高了傳輸距離及傳輸速度；加強了系統的抗干擾性，提高了系統對環境的適應能力；減少了火災的誤報和漏報。整套系統電路設計合理，系統功能完善，性能可靠，滿足船舶海上長期使用的環境條件，同時也具有較高的性價比。

[1]李業興, 康曉恩, 鄧志杰, 田建文.基于DSP和CAN總線的數據采集與處理系統. 蘭州交通大學學報(自然科學版), 2007, (2).

[2]劉和平等. TMS320C28x系列DSP指令和編程指南.北京:清華大學出版社, 2005, (3).

[3]許焰, 汪劼, 朱善安. 基于 CAN總線的數據采集和控制系統.機電工程, 2007, (2).

[4]吳恒, 夏立. 基于CAN總線的船舶火災報警系統的設計.青島大學學報, 2004, (3).